Resumen Abstract Introducción

Transcripción

1 Estudio de las propiedades antibacterianas del Plantago major y la Quassia amara para la elaboración de fitofármacos contra bacterias resistentes en aves de consumo. Gabriela López & Jessica Rodríguez Universidad de Iberoamérica Resumen El presente estudio tuvo como objetivo determinar el efecto antibacteriano del Plantago major y la Quassia amara sobre el Staphylococcus aureus, Pseudomona aeruginosa y Klebsiella pneumoniae. Los extractos se obtuvieron a partir de las hojas del Plantago major y de las ramas de Quassia amara, en ambos extractos se utiliza metanol como disolvente. Ante la problemática que se presenta a nivel mundial de la resistencia antimicrobiana, se propone una nueva alternativa de tratamiento con ambas plantas a diversas concentraciones con el fin de combatir las bacterias encontradas en aves de consumo. Como resultado se obtuvo que los extractos con solvente de metanol si presentaron efecto antibacteriano. La Quassia amara inhibió el S.aureus y la P. Aeruginosa mientras que el Plantago major logró inhibir las tres bacterias en estudio. Palabras clave: resistencia a antimicrobianos, Plantago major, Staphylococcus aureus, Pseudomona aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, llantén, Quassia amara, antibióticos, avicultura. Abstract The objective of this study was to determine the antibacterial effect of Plantago major and Quassia amara on Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae. The extracts were obtained from the leaves of Plantago major and the branches of Quassia amara, methanol is used as solvent in both extracts. In view of the worldwide problem of antimicrobial resistance, a new treatment alternative is proposed with both plants at different concentrations in order to combat the bacteria found in chickens. As a result, it was obtained that both extracts with methanol solvent did have an antibacterial effect. Quassia amara inhibited S. aureus and P. aeruginosa while Plantago major inhibited the three bacteria under study. Keywords: antimicrobial resistance, Plantago major, Staphylococcus aureus, Pseudomona aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Quassia amara, antibiotics, poultry farming. Introducción Los antimicrobianos son medicamentos fundamentales para la salud humana y animal, si las infecciones bacterianas no se tratan con prontitud y eficacia, pueden causar una alta mortalidad, ya que las bacterias pueden volverse resistentes y multiplicarse en muy poco tiempo. En el área de animales de consumo, se utilizan antimicrobianos para el tratamiento de infecciones, ya sea de forma individual o colectiva y se administran tratamientos antibióticos para prevenir la propagación de infecciones de animales enfermos a sanos. 1,2 En esta investigación, se buscó proponer una alternativa distinta a los antibióticos alopáticos, proponiendo un antimicrobiano a base de Plantago major y Quassia amara, de esta forma, se propone tratar a las aves de consumo enfermas de manera natural favoreciendo al consumidor (ingiriendo menos químicos) y a la vez, proponiendo un antimicrobiano que disminuya los índices de resistencia de las bacterias mencionadas anteriormente. Ambas plantas inhibieron las bacterias en estudio, sin embargo, no se obtuvo el efecto sinérgico deseado por lo que no es factible fabricar un antibiótico a base de estas dos plantas, pero si dos antibióticos con cada extracto por separado. La bacteria S.aureus presentó sensibilidad al extracto de Quassia amara a una concentración inhibitoria mínima (CIM) de 100 y

2 119,0 al Plantago major a 200. La K. pneumoniae presentó 2018-I-907/ CHCl3 sensibilidad al Plantago major a 200 y la P. aeruginosa presentó sensibilidad a ambas plantas con una CIM de 200 en ambos casos. Resultados y discusión Evaluación química de muestras con espectros IR , , ,7 1549, ,0 1377,4 1285,1 1068,3 1458, ,3 %T , ,8 Quassia amara ,1 Al extraer la Quassia amara en cloroformo, las bandas del cloroformo apantallan mucho el espectro IR pero en 1730 cm- 1 se observa la presencia un éster cíclico característico de las quassinas. Además, se observa posteriormente en la espectroscopía de gases masas que las masas moleculares van a coincidir con su estructura química. El infrarrojo realizado en metanol se encuentra en anexos. 10 5,0 3800, ,0 cm-1 Figura 22. Espectro infrarrojo del Plantago major en cloroformo. Elaboración propia en laboratorios UNIBE. Evaluación química de muestras con GC-masas Quassia amara 100, III-787-2/ CHCl3 En el cromatograma 1 (ver anexos) se pueden ver los tiempos de retención del extracto de Quassia amara que van desde los ,3 794, hasta min, sobresalen los picos correspondientes a los min y en %T ,7 Analizando las concentraciones que se observan en la ,3 3304,0 3800, ,0 cm-1 Figura 21. Espectro infrarrojo de la Quassia amara en cloroformo. Elaboración propia en laboratorios UNIBE. Plantago major Al analizar el espectro infrarrojo del Plantago major (figura 22) se puede determinar en cm-1 la presencia de los grupos OH de los fenoles. En cm-1 se observan dobles enlaces. En cm-1 y cm-1 se distingue la presencia de grupos alquilo. En cm-1 se identifica la presencia de grupos ésteres que generalmente lo producen los verbascosidos presentes típicos en el Plantago major. Además, se puede observar en 1640 cm-1 la presencia de fenoles (grupos OH). Por último, en cm-1 grupos aromáticos. 1622,2 1446,7 1260,7 1051,2 espectroscopía de masas, se puede observar que a min con un área porcentual de y un m/z de 373 la presencia de una quassina (ver figura 24 y página 9 del cromatograma 1 en anexos). Con un tiempo de retención de min y un m/z de 384 con un área porcentual de se obtiene directamente otra molécula de quassina que predomina en el extracto (ver figura 25 y página 10 del cromatograma 1 en anexos). Posteriormente, se encuentra en cantidades más pequeñas la presencia de campesterol con un m/z de 449 y un área porcentual de 325 (ver figura 26 y página 14 del cromatograma 1 en anexos). Además, se puede observar la presencia de estigmasterol a los con un área porcentual de 2.14% y un m/z de 429 (ver figura 27 y página 15 del cromatograma 1 en anexos).

3 Finalmente, con un tiempo de retención de y un área relaciona con los ésteres grasos. De igual forma, se porcentual de 9.76 y un m/z de 431 la presencia de beta- gamma sitosterol (ver figura 28 y página 16 del cromatograma 1 en anexos). Figura 24. Presencia de quassina en la molécula de Quassia amara. Elaboración propia. observa con un tiempo de retención de min y un área porcentual de 4.67 más ésteres grasos en la molécula. (ver figura 29, 30, página 18 y 19 del cromatograma 2). Con un tiempo de retención de min, un área porcentual de 6.01 y un m/z de 281, se obtienen moléculas relacionadas con el fitol (ver figura 31 y página 20 del cromatograma 2). Posteriormente, se observa con un tiempo de retención de min, un área porcentual de y un m/z de 301 la presencia de verbascosidos (ver figura 32). Figura 25. Presencia de una segunda quassina en la molécula de Quassia amara. Elaboración propia Figura 29. Presencia de ésteres grasos en la molécula de máquina GC-masas de UNIBE. Figura 26. Presencia de campesterol en la molécula de Quassia amara. Elaboración propia. Figura 30. Presencia de ésteres grasos en la molécula de máquina GC-masas de UNIBE Figura 27. Presencia de estigamasterol en la molécula de Quassia amara. Elaboración propia. Figura 31. Presencia de fitol en la molécula de Plantago Figura 28. Presencia de beta-gamma sitosterol en la molécula de Quassia amara. Elaboración propia. major. Obtenido de archivos guardados en la máquina GCmasas de UNIBE. Plantago major En los resultados obtenidos de la espectroscopía de masas del extracto de Plantago major, se observa con un tiempo de retención de min, un área porcentual relativa de y un m/z de 281, se tienen compuestos relacionados a las grasas presentes en la planta que se Figura 32. Presencia de verbascosidos en la molécula de máquina GC-masas de UNIBE.

4 Considerando que las moléculas de los verbascosidos poseen antimicrobiana en la Quassia amara, entre estas se grupos fenólicos y que eventualmente al hidrolizarse se obtienen derivados de ácidos cinámicos, se plantea la propiedad antimicrobiana de la planta y esta se comprueba con las placas de agar que se mostrarán a continuación. Evaluación microbiológica de muestras con método de difusión en agar Tabla 3. Prueba de inhibición de las bacterias en estudio con los extractos preparados a concentraciones de 200,100,50,25,12.5 y Quassia amara Quassia/ Plantago Plantago caliente S.aureus 1.5 cm a cm a 100 Klebsiella P. aeruginosa p. x 1.2 cm a 200 x x x 1.4 cm a 200 1,1 cm a cm a 200 Plantago x x 1 cm a 200 frío Metanol x x x Nota: las mediciones en cm. son los halos de inhibición obtenidos en las pruebas donde si se dio inhibición bacteriana. Las x significan que no hubo inhibición a ninguna concentración con el extracto. Elaboración propia. encuentran los quassionoides, campesterol, estigmasterol y beta-gamma sitosteroles. 4. Se comprobó capacidad inhibitoria en las bacterias estudiadas (excepto en Pseudomonas aeruginosa) con ambas plantas a una concentración inhibitoria mínima de 150 en diluciones metanólicas. 5. Se estudió la capacidad acondicionadora de la de los quassinoides en la Quassia amara, sin embargo más que un efecto acondicionante para el Plantago, la Quassia proporcionó gran efecto inhibitorio microbiano por si sola. 6. Se evaluó la oportunidad de que ambas plantas al unirse provocaran un efecto sinérgico, sin embargo, se rechaza esta hipótesis ya que al hacer las pruebas en difusión de agar los halos de inhibición eran más pequeños cuando se unían las plantas que cuando estaban ejerciendo sus efectos inhibitorios por separado. 7. Se demostró la importancia de la búsqueda de nuevas alternativas para contrarrestar la problemática que se presenta en la actualidad con la resistencia antimicrobiana tanto en animales como en humanos. Conclusiones 1. Se identificaron las propiedades químicas y antimicrobianas del Plantago major y de la Quassia amara mediante dos pruebas: química (cromatografía gases masa e infrarrojo) y microbiológica (método de difusión en agar) frente a las bacterias: S.aureus, Pseudmona aeruginosa y Klebsiella pneumoniae. 2. Se detectaron mediante cromatografía gases masas las estructuras químicas principales que poseen actividad antimicrobiana en el Plantago major, entre estas se encuentran los verbascósidos que hidrolizados van a dar derivados de ácidos cinámicos y los fenoles. 3. Se detectaron mediante cromatografía gases masas las estructuras químicas principales que poseen actividad Referencias 1.Martínez, A. Uso de Antimicrobianos en la Avicultura: sus Implicaciones en la Salud Pública [12 de octubre, 2017]. Pág World Health Organization. (2001). WHO Global Strategy for Containment of Antimicrobial Strategy for Containment of Antimicrobial Resistance. WHO/CDS/CSR/ DRS/ (p. 99). Retrieved from EGlobal_Strat.pdf 3. Fernández, F., López, J., Ponce, M., & Machado, C. (2003). Resistencia bacteriana. Revista cubana de medicina militar, 32(1)

5